聚氨酯胶粘剂的性能特点与应用及其发展

聚氨酯胶粘剂的性能特点与应用及其发展

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　阎学政 毛桂洁

(黑龙江省科学院石油化学研究所　哈尔滨　150040)　(黑龙江大学　哈尔滨150080)

[摘　要]　本文较系统的阐述了国内外聚氨酯胶粘剂的性能特点,应用领域及其发展趋势。

[关键词]　聚氨酯树脂;胶粘剂;应用The Properties and it ′s Application of Poly urethane Adhesiv e

Yan Xuezheng

(Petroch emistry Ins titu te of Heilongjiang Academy of Sciences ,Harbin 150040)

M ao Guijie

(H eilongj iang univ ersity ,H arbin 150080)

Abs tract :the quality of polyurethane resin w as dis cus sed brifly.T he app lied fields and it ′s current developmen t trend w ere m ainly review ed in this paper.

Key words :polyu rethane;adhesive;application

1　前　言

聚氨酯胶粘剂是分子键中含有异氰酸酯基(-N CO )及氨基甲酸酯基(-N H-COO -),具有很高的极性和活泼性的一类胶粘剂。它极易与含有活泼氢化合物起作用,对多种材料具有极高的粘附性。聚氨酯胶粘剂结构中又具有柔性分子键,它的耐振动性、耐冲击性和疲劳性能优良,耐水性也佳。因此适用于防水材料。聚氨酯胶粘剂的另一个重要的特点是耐低温性能好,比其它任何胶粘剂的耐寒性能都优异。因此在各工业和民用领域都有其广泛的应用。

2　聚氨酯胶粘剂的性能特点

聚氨酯胶粘剂具有如下性能特点:(1)聚氨酯结构中含有极性的异氰酸酯基(—NCO ),对各种材料都有较好的粘接强度。(2)异氰酸基有很高的反应活性,能与含活泼氢的基因(—O H,—N H 2—CO O H 等)发生作用。这种类型的胶粘剂可以制成双组份,也可以制成单组份。能在室温下固化也可在加热下固化,应用非常广泛。(3)聚氨酯胶粘剂有较好的韧性,可用于粘接软质材料和硬质材料。(4)有良好的耐超低温性能,而且粘接强度随着温度的降低而提高,是超低温环境下理想的粘接材料和密封材料。(5)耐溶剂性、耐油性、耐老化性能优良。(6)性能的可设计特点。

通过改变羟基化合物的种类、分子量,异氰酸酯的种类等,聚酯、聚醚与异氰酸酯的比例以及改变羟基化合物或异氰酸酯官能团数目等进行分子设计,可以制成满足各种行业各种性能要求的高性能胶粘剂。3　聚氨酯胶粘剂的应用领域

3.1　制鞋工业领域

聚氨酯胶粘剂在鞋类制造工业方面的应用已非常成功。70年代以来国外胶粘注塑鞋发展迅速。特别是高档鞋的质量要求极为严格,以前采用的氯丁胶粘剂,丁腈胶粘剂等已不能满足要求。鞋用聚氨酯胶粘剂具有初始粘接强度高,粘接牢固,穿着可靠性高的特点;对聚氨酯微孔底、改性P V C 底、SBS 底、PV C 人造革、聚氨

・234・Chemistry and Adh es ion №41996X 收稿日期:1996—03—06

酯合成革,尼龙布橡塑微孔底等制鞋材料都能牢固的粘接,已成为鞋用胶粘剂的主要品种之一。

3.2　纺织服装工业领域

软性聚氨酯泡沫层压塑料片由纤维织物和聚氨酯胶粘剂制成,并可用聚氨酯胶粘剂粘接制成女用轻便外衣或运动衣等,具有感觉轻松柔软和透气性良好的优点。以聚氨酯纤维织物为基布,涂布聚氨酯胶可制成防雨胶布,用于雨具、帐蓬、背包、服装等。在全面植绒或花式植绒方面应用聚氨酯有优良的粘接性,耐水性和干洗,经久耐用。

3.3　包装工业领域

软包装和彩印包装主要采用聚乙烯、聚丙烯、聚酯等塑料薄膜制成复合膜或者塑料薄膜和铝箔制成复合箔。有的采用三层以上的复合膜箔。例如将一层聚丙烯或聚乙烯薄膜,一层聚酯薄膜和一层铝箔,三层材料用胶粘剂制成复合膜箔;再加上彩印技术制成各种彩色复合膜和箔。这些复合膜和复合箔用的胶粘剂要求透明,无毒,有足够的粘接强度,稳定性好;还要求弹性,柔韧性,耐温性好等。聚氨酯胶能满足这些要求,制成的五彩缤纷的包装膜和包装箔大大提高了产品的市场竞争力。

3.4　塑料加工工业领域

聚氨酯胶粘剂适用于各种热塑性塑料及工程塑料,例如硬聚氯乙烯、醋酸纤维素、聚酰胺、聚碳酸酯、A BS 塑料、聚砜、不饱和聚酯、经过预处理的聚烯烃、有机玻璃、人造皮革及塑料静电植绒粘接等方面。

3.5　汽车工业领域

70年代前后,对交通运输工具提出了向轻量化方向发展,开发了高强度塑料及复合材料代替金属,用于汽车各种配件和车身的装配中。1968年美国的Go odyear 公司开发的无溶剂型胶“plig sip ”

成功的应用于汽车上玻璃纤维增强塑料的粘接,聚氨酯胶开始真正作为结构胶被应用。该胶粘剂适用工艺简便,耐汽油性好,具有优良的柔韧性及结构强度,有良好的耐用性以及适当的价格。用于轿车风档玻璃的粘接密封,简化工艺,增加美观,已成为汽车工业理想的胶粘剂和密封剂。

3.6　建筑工业领域

高级建筑物的嵌缝胶现在都采用聚氨酯胶。可将保护层材料和夹心材料用聚氨酯胶粘接在一起,例如水泥板、层压板、纤维板和石棉、泡沫塑料之间的粘接。近几年来还用聚氨酯胶将各种塑料薄板和金属粘接成各种装饰板,用于高级建筑装潢,例如画镜线、柱子、门面装潢等。

3.7　低温工业领域

在石油、天然气、制氧机、宇航工业以及超导技术中,往往会碰到—269～—160℃的超低温度,例如液化天然气的温度是—160℃,液氧温度是—183℃,液氮是—196℃,液氢是—253℃,液氦是—269℃,这些液化气体贮槽和液化气体输送设备的超低温构造物大部分采用聚氨酯胶进行粘接和密封。

3.8　其他工业领域

近几年来还大量用作防水材料,聚氨酯家具和地板。用于磁带工业、电子元件的粘接和封装等方面。4　聚氨酯胶粘剂的发展动态

4.1　溶剂型胶粘剂

生产工艺成熟,性能优良,已在各领域中广泛应用,例如制鞋、复合膜(箔)、磁带、人造革的生产中。在西欧、北美等地80%鞋用胶为溶剂型聚氨酯胶。所以到目前为止,溶剂型胶仍占有相当重要的地位。

4.2　无溶剂型胶粘剂

溶剂型胶粘剂因溶剂挥发的废气对人体有害,而且容易形成火灾,为此,各国加速了对无溶剂型胶粘剂的研究。

4.2.1　热熔型聚氨酯胶粘剂

热塑型聚氨酯树脂,加入着色剂、增塑剂、稳定剂等制成胶膜、胶带或胶粉,粘接工艺简便。该胶还可和聚烯烃、苯乙烯树脂、古马隆树脂、萜烯树脂、酚醛树脂、二环戊二烯树脂、松香酯等制成改性热熔胶粘剂。应用于建筑板材、订书、制鞋、包装、家具、电机等方面。1984年美国推出了反应性聚氨酯热熔胶。例如用聚己内酯・235・化学与粘合　1996年第4期